CN103918781A - 一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜及其制备方法。海藻多糖保鲜涂膜主要选用了海藻酸钠、角叉胶、魔芋胶等食品级的基础原料，所制成的可食性保鲜涂膜有良好的相容性，能够有效抑制果蔬的呼吸强度，减少呼吸消耗，减少水分损失，避免果实萎缩；涂膜及氯化钙处理能有效抑制乙烯的产生，延缓果蔬的后熟衰老过程，提高果实的贮藏品质，有明显的防腐防霉效果。

Description

一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及果蔬保鲜技术，更具体地指出，本发明涉及一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜及其制备方法。

背景技术

我国是果蔬生产大国，是世界上水果种类最多、种植面积最大的国家。目前，我国果实采后的损失重，商品化处理程度较低，据估计，我国每年水果采后的经济损失将达到数百亿元人民币。果蔬在贮藏期间的变化从果蔬质量变化的机理来看，果蔬的质量变化主要有微生物学变化、生理学变化、化学变化和物理机械变化等几种类型。

（1）微生物学变化，即由微生物所引起的质量变化。包括由细菌引起的腐败、霉变菌引起的霉变、酵母菌及某些细菌引起的发酵等。微生物学变化涉及面广，几乎所有的食品都有可能发生微生物学变化，而且对果蔬的色、香、味、形、营养价值及安全卫生性能等多个方面均有危害。

（2）生理学变化，即水果、蔬菜等鲜活食品在贮藏期间因生命活动的延续而引起的质量变化。主要包括各种鲜活食品共有的呼吸作用；新鲜水果和蔬菜的成熟、衰老、老化、抽薹、发芽等。引起生理学变化的根本原因在于这类食品在贮藏期间仍为有生命的活体，仍在进行生命活动，其体内的酶仍具有活性，在发挥作用。

（3）化学变化，即在果蔬贮藏期间，其化学成分自身所发生的分解、缩合或相互之间所发生的化合、聚合，以及它们与空气中的氧所发生的非酶促反应等，如淀粉的老化、分解，非酶促褐变，维生素的氧化分解等。

（4）物理机械变化，主要指果蔬在贮藏期间所发生的水分变化、香味物质的挥发、对环境中异味的吸附、以及由于外力作用所发生的机械性损伤等变化。尤其是水分变化和机械损伤等对果蔬质量的影响很大，它们不仅会使果蔬的物理机械性能发生变化，如因水分的蒸发、吸收转移及凝结等，使果蔬等失去食用价值和经济价值，而且与果蔬的微生物学变化、生理学变化、化学变化均有着密切关系。果蔬在贮藏期间的变化既有内部原因，又有外部原因。其中内在原因主要包括化学组成、组织结构、生物学特性，以及食品内部的pH值和水分含量或水分活度等。

果蔬质量变化的外部原因，即食品贮藏环境因素，如温度、湿度、气体、光线、微生物等。根据环境因素对果蔬的作用方式不同，可将其分为三大类，一是参与或直接作用于果蔬而导致的果蔬质量变化的因素，如微生物及酶；二是影响食品质量变化的进程的因素，如温度、光线；三是既参与食品的质量变化过程，又影响食品质量变化进程的因素，如空气中的氧气和湿度。空气中的氧气既可能引起氧化变色、维生素C的氧化分解，又对为害食品的微生物的生长繁殖有着重要影响，从而间接影响食品的质量。

防腐和保鲜是两个既有区别又互相联系的概念。防腐是针对有害微生物的，一是防止微生物造成食品的腐烂；二是防止产毒微生物（如黄曲霉等）的为害。保鲜是针对食品本身品质。因此，要达到两个目的，应采用不同的药剂和方法。食品的防腐保鲜是一门综合技术，可以说是一项系统工程，防腐保鲜的效果是一个综合效果，不是哪一种手段能单独达到的。目前果蔬贮藏保鲜技术主要有以下几种：（1）冷藏技术始于1851年，当时主要通过制冷方法来控制冷库内温度。果蔬的低温贮藏保鲜是通过降低环境温度来抑制果蔬的新陈代谢和致腐微生物的活动，使之在一定时间内保持果蔬的鲜度、颜色、风味的技术。（2）辐照保鲜是利用原子能射线照射果蔬来达到杀菌目的的一种高效物理保鲜方法，无残留、无污染；节约能源且不会改变所处理材料的外形与品质；处理时间短，可以不打开包装直接对所处理的材料进行杀虫杀菌；操作工艺简单且易于管理。（3）涂膜保鲜是利用膜内形成的气调环境以及防腐剂的功能来实现保鲜的，具有简单易行、成本低等优点，便于在农副产品保藏中应用，正在受到国内外的广泛研究。用于涂膜保鲜的原料一般是由成膜性较好同时具有一定O₂透性和CO₂透性的高分子材料和一些具有抗菌性的低分子材料组成，其中一些高分子糖类有海藻酸钠、角叉胶、变性淀粉、壳聚糖等，一些蛋白质类有乳清蛋白、大豆蛋白、明胶等，脂质类有石蜡、乙酰甘油酚酸等。（4）化学保鲜剂因具有延缓果蔬衰老、防腐杀菌、降低呼吸强度和减缓水分蒸发等效果，以及使用方便和价格低廉等特点，目前在我国果蔬贮藏保鲜中被广泛推广使用，成为许多果蔬采后、贮藏前或贮藏中的重要处理手段。

近几年，人们发现海洋多糖不仅来源丰富而且可食用，同时，海洋多糖具有成膜性好，透气性好等特点，能在水果表面形成一层薄的半透膜，调节水分蒸发，防止表皮损伤、降低采后腐烂率；形成自发性气调作用，调节氧气和二氧化碳比例；调节果实采后生理代谢，可有效地延长果实的保鲜期，用它进行涂膜保鲜工艺简单、成本低廉、安全环保。

角叉胶又称卡拉胶、鹿角菜胶，是存在于一些红藻中的亲水性胶体，能够从麒麟菜等红藻中提取，是一种有重要经济价值的高分子线性多糖。含有角叉胶基本结构的红藻品种多达80余种，不同的海藻品种含有角叉胶的类型和数量各异。不同红藻来源的角叉胶有不同的精细结构，其胶体性质也不相同；即使是同一来源，不同的工艺提取条件导致不同的分子量降解，产品性质也是有差异的，因此角叉胶只是一个广义的名称。各种角叉胶均是由1，3-连接的β-D-半乳糖和1，4-连接的α-D-半乳糖单位交替连接而成的线性多糖。其中1，3-连接单位以2-和4-硫酸酯形式出现，也可能不存在；1，4-连接单位以2-和6-硫酸酯形式出现，或者以2，6-二硫酸酯，或者以3，6-脱水半乳糖基等形式出现。在基本聚合物上取代基的多种可能性使得角叉胶的形式多样化，但是它们可以看作几种理想的代表性多糖的变种，已经命名的角叉胶有Kappa、Lambda、Iota、Mu、Nu、Theta、Xi型角叉胶等。

钙的生理作用主要包括两方面：一方面钙可以维持细胞合成蛋白质的能力，保护细胞膜，维持机体的完整性。钙参与细胞膜的构成，可使原生质膜结构和性能稳定；另一方面，能减少乙烯的生物合成，推迟果实衰老，延缓后熟过程，能防止果实老化，保持较好的硬度。果实硬度是影响贮藏期的一个重要指标，外源钙处理可延缓果实的后熟软化进程，较高的钙水平能增加果实硬度，钙处理能明显减缓果实硬度下降。许多研究表明，果实内钙含量的增加，可以明显降低果实贮藏期的呼吸强度，提高抗寒能力。钙离子可以保护细胞膜，钙对膜功能的维持一般被认为是胞外作用，是钙结合到质膜外表面上的结果。钙可以防止细胞和液泡中物质外渗，提高保护酶活性和保护物质含量，有利于保护细胞膜结构，防止果实衰老。

发明内容

为了克服现有涂膜保鲜技术的不足，本发明公开了一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜及其制备方法。主要选用了海藻酸钠、角叉胶、魔芋胶等食品级的基础原料，所制成的可食性保鲜涂膜能有效抑制果蔬的呼吸强度，减少呼吸消耗；涂膜及氯化钙处理能有效抑制乙烯的产生，保持较高的超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT的酶活性，抑制丙二醛MDA的生成，延缓果蔬的后熟衰老过程，提高果实的贮藏品质。

本发明所采用的技术方案是：按重量比计，一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜包含角叉胶1~30份，海藻酸钠1~30份，魔芋胶0~30份，氯化钙1~100份，甘油1~10份，水杨酸0.1~5份，水1~1500份。

一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜，具体制备包括以下步骤：

（1）按重量比计，将成膜物质1~30份角叉胶溶解于1~1500份水；

（2）将1~30份海藻酸钠和0~30份魔芋胶溶解于（1）中溶液；

（3）将1~10份甘油溶解于（2）中溶液；

（4）对混合液添加0.1~5份的水杨酸，用磁力搅拌器将共混膜液在常温下搅拌充分，超声脱气10~60分钟后得胶液备用；

（5）用1~100份氯化钙进行交联处理，用磁力搅拌器将胶液在常温下搅拌充分，超声脱气10~60分钟后得交联液备用；

（6）果蔬在交联液中浸没5~60秒，取出自然晾干，果蔬表面得可食性保鲜涂膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明的交联处理能够提高海藻多糖保鲜涂膜的性质。（2）本发明所用的水杨酸为乙烯抑制剂及抑菌剂，将水杨酸添加到涂膜液中制成活性涂膜液，水杨酸的添加能降低海藻多糖保鲜涂膜的水蒸气透过率，增强涂膜的机械性能。（3）本发明海藻多糖保鲜涂膜及氯化钙处理对果蔬的贮藏保鲜效果好，对果蔬的腐烂率、失重率、营养品质以及感官品质均有较好的改善。

附图说明

图1是海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜热稳定性的测定图。

图2是海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜的腐烂率影响图。

图3是海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜的失重率影响图。

具体实施方式

下面结合具体实施实例，进一步详细地说明本发明。应理解下面实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明范围。

实施实例1

制备海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜：

（1）将成膜物质5g角叉胶溶解于800g水；

（2）将5g海藻酸钠溶解于（1）中溶液；

（3）将2g甘油溶解于（2）中溶液；

（4）对混合液添加0.3g的水杨酸，用磁力搅拌器将共混膜液在常温下搅拌充分，超声脱气10分钟后得胶液备用；

（5）用40g氯化钙进行交联处理，用磁力搅拌器将胶液在常温下搅拌充分，超声脱气10分钟后得交联液备用；

（6）苹果在交联液中浸没30秒，取出自然晾干，苹果表面得可食性保鲜涂膜。

实施实例2

制备海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜：

（1）将成膜物质1g角叉胶溶解于800g水；

（2）将7g海藻酸钠溶解于（1）中溶液；

（3）将1.6g甘油溶解于（2）中溶液；

（4）对混合液添加0.4g的水杨酸，用磁力搅拌器将共混膜液在常温下搅拌充分，超声脱气8分钟后得胶液备用；

（5）用20g氯化钙进行交联处理，用磁力搅拌器将胶液在常温下搅拌充分，超声脱气7分钟后得交联液备用；

（6）枣在交联液中浸没20秒，取出自然晾干，枣表面得可食性保鲜涂膜。

实施实例3

海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜热稳定性的测定。

称取约15mg实施实例1海藻多糖保鲜涂膜待测样品置于DSC坩埚中，以空坩埚作为参比，将其加盖密封，准确称量后记录坩埚及样品的质量，然后将其放入差示扫描量热仪的炉腔中进行膜的热稳定性测试，分析海藻多糖保鲜涂膜的热稳定性。将实验设置为温度以5℃/min的升温速率从20℃加热至200℃，将样品室的氮气流速设定为20mL/min。根据膜的DSC曲线，确定待测膜的热变性温度，以此分析海藻多糖保鲜涂膜热稳定性。

DSC是测定膜的玻璃化转变温度，研究表明两种聚合物之间的相容性，可以测定两种聚合物共存和单一成分的玻璃化转变温度，如果聚合物体系各组分相容性好，则将显示单一的玻璃化转变温度，并且介于两种聚合物的玻璃化转变温度之间，如果二聚物部分相容，则将出现两个玻璃化转变温度，但是这两个玻璃化转变温度值会更接近或者向相反的方向移动。对于某些样品，特别是水溶胶成膜后，由于其玻璃化温度很难测得，对其热特性曲线水/链结晶进行分析，这种方法也是可行的。如说明书附图图1所示，随着温度的上升，海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜的DSC曲线有明显的吸热峰且呈单一峰型，这说明海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜是均相结构，证明海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜有良好的相容性。

实施实例4

海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜的腐烂率影响。

果实腐烂率是判断其贮藏效果的重要指标之一，腐烂率越大，果实腐烂越严重。

挑选无病、无虫、无伤、大小基本一致的苹果，随机分为2组，每组20kg，一组经过实施实例1处理，一组作为空白对照。

说明书附图图2海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜的腐烂率影响，从图中可以看出，随着贮藏时间的延长，处理组和对照组的苹果腐烂率呈上升趋势，海藻多糖保鲜涂膜处理组的腐烂率低于对照组。在贮藏55天后，对照组的腐烂率为8.3%，而海藻多糖保鲜涂膜处理组的腐烂率为6.2%；可以看出，海藻多糖保鲜涂膜处理在一定程度上可以抑制霉菌的生长，具有明显的防腐防霉效果。

实施实例5

海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜的失重率影响。

失重率是果蔬贮藏过程中影响果蔬品质的重要因素之一。呼吸作用和蒸腾作用会导致其失水失重，果蔬组织饱满状态消失，呈现萎蔫、疲软的形态，影响其生理代谢和外观品质，直接降低果蔬品质。

挑选无病、无虫、无伤、大小基本一致的苹果，随机分为2组，每组20kg，一组经过实施实例1处理，一组作为空白对照。

说明书附图图3为海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜的失重率影响，从图中可以看出，随着贮藏时间的延长，处理组和对照组的苹果失重率呈上升趋势。如图可知，海藻多糖保鲜涂膜处理组的失重率低于对照组。贮藏63天时，对照组的失重率达到了11.5%，而海藻多糖保鲜涂膜处理组失重率为5.7%。由分析可知，海藻多糖保鲜涂膜可以在新鲜果实表面形成一个保护屏障，在一定程度上堵塞了皮孔，减少了水分蒸发，对于减少水分损失，避免果实萎缩具有显著效果。

Claims (7)

1.一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜，其特征在于：保鲜涂膜主要选用食品级基础原料，按重量份计，角叉胶1~30份，海藻酸钠1~30份，魔芋胶0~30份，氯化钙1~100份，甘油1~10份，水杨酸0.1~5份，水1~1500份。

2.根据权利要求1所述一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜，具体制备步骤包括：按重量比计，将成膜物质1~30份角叉胶溶解于1~1500份水。

3.根据权利要求2所述一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜，具体制备步骤包括：按重量份计，将1~30份海藻酸钠和0~30份魔芋胶溶解于权利要求2所述溶液中。

4.根据权利要求3所述一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜，具体制备步骤包括：按重量份计，将1~10份甘油溶解于权利要求3所述溶液中。

5.根据权利要求4所述一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜，具体制备步骤包括：按重量比计，对权利要求4混合液添加0.1~5份的水杨酸，用磁力搅拌器将共混膜液在常温下搅拌充分，超声脱气10~60分钟后得胶液备用。

6.根据权利要求5所述一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜，具体制备步骤包括：按重量比计，用1~100份氯化钙进行交联处理，用磁力搅拌器将胶液在常温下搅拌充分，超声脱气10~60分钟后得交联液备用。

7.根据权利要求6所述一种海藻多糖组合物可食性保鲜涂膜，具体制备步骤包括：果蔬在交联液中浸没5~60秒，取出自然晾干，果蔬表面得可食性保鲜涂膜。